Title

Aumento de produtividade em recuperadoras de roda de caçamba por controle automático com sensor virtual adaptativo

Productivity increase in bucket wheel reclaimers through automatic control with an adaptive virtual sensor

Authorship

DUARTE, ROBSON APARECIDO; FONSECA, ALEXANDRE GOMES; ALBUQUERQUE, KAIKE SILVA

DUARTE, ROBSON APARECIDO

I am this author

FONSECA, ALEXANDRE GOMES

I am this author

ALBUQUERQUE, KAIKE SILVA

I am this author

DOI

10.5151/2594-5335-44192

Downloads

Abstract

A elevada variabilidade da taxa de retomada em recuperadoras de roda de caçambas, associada à operação manual e às incertezas do processo, motiva o desenvolvimento de estratégias de controle capazes de aumentar a estabilidade e a produtividade. Nesse contexto, este trabalho apresenta a implementação e avaliação de um sistema de controle automático da taxa de recuperação com o objetivo de reduzir oscilações operacionais e permitir a operação próxima aos limites de capacidade com segurança. A metodologia baseia-se na utilização de um sensor virtual adaptativo, denominado balança virtual dinâmica, que estima a vazão a partir da corrente do motor da roda de caçambas, compensando o atraso da medição convencional. Essa estimativa alimenta um controlador proporcional-integral que atua sobre a velocidade de giro da lança, com lógica adaptativa de filtragem para conciliar robustez e resposta dinâmica. Os resultados, obtidos por comparação entre períodos pré e pós-implementação, demonstram redução da variabilidade da taxa, diminuição de ocorrências de sobrecarga e aumento de 8,4% da produtividade média. Conclui-se que a solução proposta é eficaz, simples e robusta, embora ainda existam oportunidades de melhoria na redução da variabilidade e na sustentação dos ganhos em equipamentos específicos.

The high variability of the reclaiming rate in bucket wheel reclaimers, associated with manual operation and process uncertainties, motivates the development of control strategies capable of increasing stability and productivity. In this context, this work presents the implementation and evaluation of an automatic control system for the reclaiming rate, aiming to reduce operational oscillations and enable safe operation near capacity limits. The methodology is based on the use of an adaptive virtual sensor, referred to as a dynamic virtual scale, which estimates the mass flow based on the bucket wheel motor current, compensating for the delay inherent to conventional measurements. This estimate feeds a proportional-integral controller that acts on the boom slewing speed, with an adaptive filtering logic to balance robustness and dynamic response. The results, obtained through a comparison between preand post-implementation periods, demonstrate a reduction in variability, a decrease in overload occurrences, and an increase of 8.4% in the average productivity. It is concluded that the proposed solution is effective, simple, and robust, although there are still opportunities for improvement in reducing variability and sustaining gains in specific equipment.

Keywords

Balança Virtual Dinâmica, Controle PI, Estimação de Vazão, Automação de Processos

Dynamic Virtual Scale, PI Control, Flow Rate Estimation, Process Automation